Temperaturkompensierte Wägezellen & Waagen allein durch Software Kompensation

 

• Kein Widerstand zur Offset-Kompensation auf der Zelle notwendig
  

• Der Span-Kompensationswiderstand muss nicht präzise gewählt sein
  

Die Empfindlichkeit einer Wägezelle ist temperaturabhängig. Dazu tragen die Elastizität des Wägekörpers (e-Modul), der k-Faktor des Dehnungsmessstreifens sowie etliche weitere Einflüsse bei. Die Summe der Abhängigkeiten führt in aller Regel bei steigender Temperatur zu höherer Empfindlichkeit. Je nach Kombination der Einzeleffekte kann dies bis zu 5%/100 °C betragen und liegt damit selbst für einfache Waagen außerhalb des Tolerierbaren. Eine heute übliche Kompensation dieses Fehlers ist der Einsatz von Kompensationswiderständen auf der Wägezelle, welche die Brücke ergänzen (Bild 1).

PICOSTRAIN Baustine wie der PS021 lösen das Problem auf eine sehr elegante Weise. Der PS021 stellt das mathematische Post-processing zu Verfügung, um die Ergebnisse ohne mechanische Bearbeitung zu korrigieren. Ist der Restfehler der Empfindlichkeitskompensation und die unabgeglichene Offsetspannung bekannt, kann man der Wägezelle per Software eine ?Brille? verpassen, welche die Fehler korrigiert und, um beim Beispiel zu bleiben, dem Betrachter ein scharfes verwertbares Bild liefert (Bild 2).

Mittels des Multiplikationsfaktors TKGain kann der Kompensationseffekt des Rcomp verstärkt (>1.0) oder abgeschwächt (<1.0) werden. Im Falle dass der Rcomp auf der Lastzelle fehlabgeglichen ist bzw. einen falschen Wert hat, kanndess Wirkung durch die nachfolgende Multiplikation korrigiert werden.

Als zweite Korrekturkonstante wird TKOffs eigeführt, welche den Temperaturdrift des Offset selbst und den durch ihn verursachten berücksichtigt. Nach der vollständigen Kompensationsberechnung ist die Dehnung praktisch von der Temperatur unabhängig. Es gibt so gut wie keinen Offsetdrfit durch die Kombination des ursprünglichen Offset mit der Span-Kompensation und auch der Offset-Drift selbst wird eliminiert (Bild 3).

Als Konsequenz entfällt die Notwendigkeit, die Wägezelle auf Null Offset zu trimmen! Der Nutzer muss nur den ermittelten Offsetwert in das entsprechende Register des PS021 eintragen. Die mathematische Korrektur ist bereits im PS021 integriert.